《光合作用:应用基础》

Photosynthesis: Basics to Applications

 

作者:Shigeru Itoh , Prasanna Mohanty, K.N. Guruprasad

出版社: ‎ I.K. International Publishing House

书号:Q945.11/P575a/2015/Y

ISBN9789384588540

藏书地点:武大外教中心

光合作用 (Photosynthesis),即光能合成作用,是植物、藻类和某些细菌,在可见光的照射下,经过光反应和暗反应,利用光合色素,将二氧化碳(或硫化氢)和水转化为有机物,并释放出氧气(或氢气)的生化过程。光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和,是生物界赖以生存的基础,也是地球碳氧循环的重要媒介。光合作用(Photosynthesis)是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌(如带紫膜的嗜盐古菌)利用其细胞本身,在可见光的照射下,将二氧化碳和水(细菌为硫化氢和水)转化为有机物,并释放出氧气(细菌释放氢气)的生化过程。植物之所以

被称为食物链的生产者,是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。通过食用,食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量,效率为10%~20%左右。对于生物界的几乎所有生物来说,这个过程是它们赖以生存的关键。而在地球上的碳-氧循环,(保持氧气和二氧化碳含量的相对稳定)光合作用是必不可少的。

1771年,英国化学家普利斯特列(Joseph Priestley)发现,把薄荷枝条和燃着的蜡烛放在一只密闭的钟罩里,蜡烛不容易熄灭;把小鼠和植物放在同一钟罩里,小鼠也不易窒息死亡。因此他提出植物可以净化空气。1779年,荷兰人英格豪茨(Jan Ingen-housz)进一步证实,绿色植物只有在日光下才能净化空气。1782年,瑞士的森尼别(Jean Senebier)用化学分析证明二氧化碳是光合作用所必需的,氧气是光合作用的产物。1804年索苏尔(Nicholes.Th.de.Saussare)证实了植物光合作用以二氧化碳和水作原料。 1864年,萨克斯(Julius Sachs)发现只有照光时,叶绿体中的淀粉粒才会增大,指出光合作用的产物是氧气和有机物。

光合作用可以分为两个阶段,即光反应和暗反应。前者的进行必须在光下才能进行,并随着光照强度的增加而增强,后者有光、无光都可以进行。暗反应需要光反应提供能量和[H],在较弱光照下生长的植物,其光反应进行较慢,故当提高二氧化碳浓度时,光合作用速率并没有随之增加。光照增强,蒸腾作用随之增加,从而避免叶片的灼伤,但炎热夏天的中午光照过强时,为了防止植物体内水分过度散失,通过植物进行适应性的调节,气孔关闭。虽然光反应产生了足够的ATP和〔H,但是气孔关闭,CO₂进入叶肉细胞叶绿体中的分子数减少,影响了暗反应中葡萄糖的产生。

当了解到光合作用与植物呼吸的关系后,人们就可以更好的布置家居植物摆设。比如晚上就不应把植物放到室内,以避免因植物呼吸而引起室内氧气浓度降低。

研究光合作用,对农业生产,环保等领域起着基础指导的作用。知道光反应暗反应的影响因素,可以趋利避害,如建造温室,加快空气流通,以使农作物增产。人们又了解到二磷酸核酮糖羧化酶的两面性,即既催化光合作用,又会推动光呼吸,正在尝试对其进行改造,减少后者,避免有机物和能量的消耗,提高农作物的产量。

农业生产的目的是为了以较少的投入,获得较高的产量。根据光合作用的原理,改变光合作用的某些条件,提高光合作用强度(指植物在单位时间内通过光合作用制造糖的数量),是增加农作物产量的主要措施。这些条件主要是指光照强度、温度、CO2浓度等。如何调控环境因素来最大限度的增加光合作用强度,是现代农业的一个重大课题。

农业上应用的例子有:合理密植、立体种植、适当增加二氧化碳浓度、适当延长光照时间、减少大气电场的屏蔽、设立空间电场等。

《光合作用:应用基础》一书于2015‎ I.K. International Publishing House版,作者是Shigeru Itoh , Prasanna Mohanty K.N. Guruprasad

Shigeru Itoh是日本名古屋大学基因研究中心名誉教授;早些时候,他是名古屋大学材料科学系物理学教授。他拥有1974年日本东京大学生物化学科学博士学位。伊藤还曾在美国伊利诺伊大学香槟分校担任学术职务;日本冈崎国立基础生物学研究所;日本九州大学;和英国布里斯托尔大学。他是光合作用生物物理学和生物化学领域的国际权威;他研究光合细菌、蓝藻、地衣、苔藓和高等植物。普拉桑娜·莫汉蒂是印度新德里贾瓦哈拉尔·尼赫鲁大学生命科学学院的教授。1972年,他在美国伊利诺伊大学香槟分校获得生物学博士学位。莫汉蒂还曾在加拿大安大略大学担任学术职务;日本冈崎国立基础生物学研究所;印度海得拉巴大学;印多尔大学;印度国家科学院,新德里;奥迪沙布巴内斯瓦尔地区植物资源中心。他是生物能量学和含氧光合作用光生物化学的国际权威;他曾与蓝藻、藻类和植物合作。

Kadur N.Guruprasad是印度中央邦Indore Devi Ahilya大学生命科学学院教授。他拥有1979年印度艾哈迈达巴德古吉拉特大学植物学博士学位。Guruprasad专门从事光生物学领域,在该领域拥有丰富的教学和研究经验。他曾是日本科学促进会(JSPS)访问科学家,在日本神户大学和俄罗斯莫斯科莫斯科大学生物物理系工作。他是紫外线辐射对植物光形态发生和光合作用影响领域的权威。

这本书包含了光合作用几个重要方面的精选概述,并提供了教程内容和对光合作用研究未来的批判性见解。光合作用是一个具有挑战性的科学课题,涉及复杂的生物化学和生物物理过程。对这一过程的更深入和更深入的理解,为可持续的地球带来了希望,无污染的环境需要新的食品和清洁能源技术的出现。全球都在努力模拟光合过程,以满足未来的需求。这本书共有19篇文章,不仅提供了光合作用过程及其应用的基础知识,还概述了光合作学的最新进展和未来前景。

本书作为讲述光合作用的书籍,内容专业详实,语言浅显易懂,具有以下特点:

1、语言浅显易懂,图文结合,帮助读者理解

2、含有大量参考文献,帮助读者进一步理解光合作用相关知识

3、本书最后罗列大量光合作用的专业词汇

 

 

王昊宇 武汉大学生命科学学院 博士研究生